Ⅱ 结构耐久性
14.6 一般规定
14.6.1 结构耐久性设计应以《混凝土结构设计规范》（GB 50010）、《岩土工程勘察规范》（GB 50021）为基础，以《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476）为主要参考依据，结合轨道交通工程具体的工程地质和水文地质条件、结构型式和特点进行。
14.6.2 结构耐久性设计对象包括地下、地面及高架的永久结构。
14.6.3 结构耐久性设计应改善和加强新建轨道交通地下工程的质量，满足轨道交通钢筋混凝土结构工程设计使用年限要求。
14.6.4 结构耐久性设计应根据预先确定的钢筋混凝土结构耐久性设计要求的环境类别和环境作用等级，采取相应的根本措施和附加措施。
14.6.5 结构耐久性设计应充分采用合理的结构构造，便于施工、检查和维护，减少环境因素对结构的不利影响。
14.7 环境作用分类与作用等级
14.7.1 环境类别和环境作用等级的划分应符合下列规定：
根据《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476）及《宁波市轨道交通工程混凝土结构耐久性设计报告》（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，2009年10月），宁波绝大多数地区按一般环境进行耐久性设计，局部地区地下水存在氯离子及硫酸根离子侵蚀，应按氯化物环境（Ⅳ）和化学腐蚀环境（Ⅴ）设计。
环境对钢筋混凝土结构的作用程度应采用环境作用等级表达，并应符合表14.7.1的规定。
表14.7.1 环境作用等级
注：当结构构件受到多种环境类别共同作用时，应分别满足每种环境类别单独作用下的耐久性要求。
14.7.2 一般环境中的结构构件环境作用等级的确定应符合下列规定：
1 处于一般环境中的混凝土结构构件，应按《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476）中表4.2.1确定环境作用等级。
2 宁波市轨道交通的地下结构环境作用等级划分在一般环境中应符合如下规定：
1）常年处于地下水位以下，直接与水土接触的构件（如侧墙、顶板及底板等）均按长期湿润环境设计，环境作用等级为Ⅰ-B；
2）不与地下水直接接触的构件（如地下车站中板等）应按室内干燥环境设计，环境作用等级为Ⅰ-A；
3）处于地下水位变动区的结构应按干湿交替环境设计，环境作用等级为Ⅰ-C。
14.7.3 非一般环境中的构件环境作用等级的确定应符合下列规定：
根据《宁波市轨道交通工程混凝土结构耐久性设计报告》及相关工程勘察资料，宁波局部地区地下水存在硫酸根离子及氯离子侵蚀。
1 硫酸根离子侵蚀下的结构构件环境作用等级的确定：根据《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476），水、土中的硫酸根离子对混凝土结构构件的环境作用等级可按表14.7.3确定。
表14.7.3 水、土中硫酸盐环境作用等级
注：①表中与环境作用等级相应的硫酸根浓度所对应的环境条件为非干旱高寒地区的干湿交替环境；当无干湿交替（长期浸没于地表或地下水中）时，可按表中的作用等级降低一级，但不得低于Ⅴ-C级；对于干旱、高寒地区的环境条件可按《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476）第7.2.2条确定；
②当混凝土结构构件处于弱透水、土体中时，土中硫酸根离子的作用等级可按相应的等级降低一级，但不低于Ⅴ-C级；
③对含有较高浓度氯盐的地下水、土，可不单独考虑硫酸盐的作用；
④高水压条件下，应提高相应的环境作用等级；
⑤表中硫酸根含量等的测定方法应符合《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476）附录D的规定。
2 氯离子侵蚀下构件环境作用等级的确定：水、土中氯离子对混凝土结构构件的环境作用等级可按《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476）中表6.2.4确定。
14.8 地下结构混凝土耐久性设计
14.8.1 混凝土材料要求应符合下列规定：
1 混凝土及其配合比应符合下列要求：
1）适当减少胶凝材料中水泥的用量，混凝土胶凝材料必须掺用优质粉煤灰和粒化高炉矿渣粉等矿物掺合料或矿物复合掺合料，掺量一般控制在30%～50%，掺合比在不同季节宜做调整。
2）车站内部结构（内衬墙、梁、柱、板）应采用聚羧酸类减水剂；管片混凝土必须采用聚羧酸类减水剂，并不得使用膨胀剂。
3）混凝土原材料（水泥、矿物掺合料、集料、外加剂、拌合水等）中引入的氯离子总量，应不超过胶凝材料重的0.06%。
4）混凝土的配合比应按高性能混凝土的要求配制。
5）混凝土的配合比和混凝土配制，在满足施工和易性要求、强度等级要求等基本要求外，应以混凝土密实性、抗渗透性、抗裂性和抗碳化性为主要控制指标。
2 混凝土胶凝材料应符合下列要求：
为达到混凝土高性能、高耐久性的要求，混凝土配制时应选用优质的水泥，性能优良的矿粉、粉煤灰等矿物掺合料，或者选用有上述二者复配形成的复合型胶凝材料。限制每立方米混凝土中胶凝材料的最低和最高用量，胶凝材料的技术性能要求如下：
1）水泥：宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥（其中管片宜用硅酸盐水泥），其质量必须符合《通用硅酸盐水泥》（GB 175）的要求；碱含量小于0.60%, C3A含量不宜超过8%；水泥比表面积不小于300m2/kg，且不大于350m2/kg（硅酸盐水泥）；在确定最终水泥品种之前，应对水泥与所使用的掺合料、外加剂等之间进行复配试验，以选用相匹配的、性能优良的水泥。
2）粉煤灰：粉煤灰原材料必须符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596）标准中的Ⅱ级灰以上标准。
3）矿粉：原材料必须符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T 18046）的S95级以上要求。
3 混凝土中其他原材料必须符合下列要求：
1）不得使用碱活性细骨料要求，使用中砂，品质符合《建设用砂》（GB/T 14684）要求，细度模数（2.9～2.5）符合Ⅱ区颗粒级配。粒径0.06mm，累计筛量不小于65%；粒径0.015mm，累计筛量不小于95%；砂中含泥量不大于1.5%，泥块含量不大于0.5%，砂中氯离子含量不大于0.02%。不得使用海砂、山砂及风化严重的多孔砂。
2）不得使用碱活性粗骨料，要求使用碎石，品质符合《建设用卵石、碎石》（GB/T 14685），要求级配良好，最大粒径不得大于38mm，建议粒径5～25mm。碎石中氯离子含量不大于0.02%，含泥量不大于0.7%，泥块含量不大于0.3%，吸水率不大于1%，针片状含量不大于8%。
3）混凝土拌和用水，应使用不含有影响水泥正常凝结、硬化或促使钢筋锈蚀（氯离子含量小于250mg/L）的饮用水，其品质符合《混凝土用水规范》（JGJ 63）的要求。
4）外加剂的质量应符合《混凝土外加剂》（GB 8076）及相关规范规定。外加剂的使用应符合《混凝土外加剂应用技术规范》（GB 50119）的规定。混凝土中采用的化学外加剂的氯离子含量应小于0.02%（胶凝材料质量百分比）。
可根据混凝土性能要求，合理选择高效减水剂，并且与水泥、掺合料等胶凝材料的匹配性能良好。车站混凝土减水率不应低于15%，管片用混凝土减水率应大于20%。管片混凝土和车站混凝土宜釆用聚羧酸类减水剂。
4 一般环境中不同结构构件的混凝土主要的耐久性参数应符合表14.8.1-1的规定。
表14.8.1-1 一般环境下轨道交通混凝土耐久性主要技术指标
注：①水胶比和胶凝材料用量应以满足结构设计对混凝土的各项指标为前提；
②最小和最大胶凝材料用量以强度等级42.5的普通硅酸盐水泥为基准，若使用更高标号的水泥，可根据实际情况调整；
③混凝土中除水泥外，应掺入一定比例的优质粒化高炉矿渣微粉、粉煤灰等掺合料组成复合型胶凝材料，提高混凝土耐久性能，并同时考虑混凝土的抗碳化性能要求；混凝土中掺合料最大用量需要根据工程使用要求和条件来确定，水胶比和胶凝材料用量应以满足结构设计对混凝土的各项指标为前提；
④车站附属结构及明挖区间参照车站结构混凝土要求进行。
5 氯化物环境中不同结构构件的混凝土主要的耐久性参数应符合表14.8.1-2的规定。
表14.8.1-2 氯化物环境下轨道交通混凝土耐久性主要技术指标
6 硫酸盐腐蚀环境中不同结构构件的混凝土主要的耐久性参数可参照氯化物环境中不同结构构件的耐久性参数。
14.8.2 混凝土结构构造要求应符合下列规定：
1 裂缝宽度
1）一般环境下地下车站与地下区间工程的钢筋混凝土结构不得出现贯穿裂缝，其在荷载作用下的横向裂缝允许值应符合表14.8.2-1的规定。
表14.8.2-1 一般环境中地下工程钢筋混凝土构件横向裂缝宽度允许值
2）氯化物环境下的地下车站与地下区间工程在荷载作用下的横向裂缝允许值应符合表14.8.2-2的规定。
表14.8.2-2 氯化物环境中地下工程钢筋混凝土构件横向裂缝宽度允许值
3）硫酸盐腐蚀环境下的地下车站与地下区间工程在荷载作用下的横向裂缝允许值应符合表14.8.2-3的规定。
表14.8.2-3 硫酸盐腐蚀环境中地下工程钢筋混凝土构件横向裂缝宽度允许值
2 保护层厚度
1）一般环境中混凝土结构的保护层厚度的选取应符合表14.8.2-4的规定。
表14.8.2-4 一般环境中不同部位混凝土结构最小保护层厚度要求
注：①混凝土保护层是指构件外表面到钢筋（架立筋、箍筋等）外表面的最短距离（普遍反映达不到）；
②如现有设计方案中用的混凝土保护层厚度大于按耐久性设计所需的混凝土保护层厚度，则按目前已有设计值取用；
③本表中的混凝土保护层最小厚度已包括施工误差值；
④叠合墙的地墙内排筋和车站内衬墙外排筋位于中和轴处，故按构造取保护层厚度；
⑤对于同一部位构件，若同处于2种或2种以上的环境中，则混凝土性能应按最恶劣环境考虑，混凝土保护层厚度不应小于对应环境条件下的最小保护层厚度要求。
2）氯化物环境中混凝土结构的保护层厚度的选取应符合表14.8.2-5的规定。
表14.8.2-5 氯化物环境中不同部位混凝土结构最小保护层厚度要求
3）硫酸盐腐蚀环境中混凝土结构的保护层厚度的选取可参照氯化物环境中混凝土结构的保护层厚度。
3 细部构造要求
1）所有结构接缝处应采取抗裂防渗的加强措施，防止渗漏。
2）耐久性设计采用的混凝土保护层厚度已计入了施工允许误差，除地下连续墙外，保护层厚度施工允许偏差+5～+10mm，其中柱梁取10mm，板墙取5mm；若不符合要求，应采取补救措施。为确保保护层精度，垫块布置必须专门设计。
3）不能使用冷加工钢筋和直径小于或等于6mm的钢筋作为受力钢筋。
4）对预制构件（如钢筋混凝土管片等）的保护层厚度可减少5mm。
5）在钢筋混凝土构件中有部分长度暴露在外的吊环或紧固件、连接件等金属部件应采取附加防护措施，使之在使用阶段与空气隔离。
6）地下车站结构各层楼板与侧墙接界处（设置接驳器处），为确保混凝土施工密实性，要求竖向钢筋净距不小于50mm（有接驳器区段的混凝土的粗骨料粒径不大于25mm）。
7）施工缝、伸缩缝、诱导缝与各种接缝的位置应尽量避开最不利局部环境作用下的部位，并应有专项的抗裂防水设计。
8）地下车站叠合墙的内衬施工应预先对钢支撑采取构造措施并有专项设计，并逐步做到标准化设计。
14.8.3 混凝土耐久性的附加措施应符合下列规定：
根据使用环境条件的特殊要求、使用部位的实际耐久性状况，当采取耐久性设计根本措施不能满足设计基准期的使用要求时，应采取必要的附加措施。
1 局部区段的混凝土结构，若出现受氯离子（外部）和CO2（内部）等侵蚀影响较大的情况，应采用涂覆有一定防腐蚀性的防水涂层或设置防水卷材，以增强其防腐蚀、抗渗透性能。针对地下车站排风井结构内侧混凝土，因其经常处于CO2浓度较高、温度较高且常出现冷凝水的环境，宜采取加涂抗碳化涂层措施。抗碳化的防水涂层宜为硅烷或硅氧烷类材料。
2 对结构裂缝渗水应按结构补强、止水和耐久性等要求，进行亲水环氧注浆补强、止渗处理，聚氨酯一般用于非结构裂缝堵漏处理。当结构裂缝渗水较严重时，宜先用聚氨酯浆液做止水处理，然后再用亲水环氧做补强处理。
3 位于承压水层和微承压水层的地下车站底板，宜采取在混凝土中添加优质抗裂、防渗材料等措施。
4 对于工作井吊装孔等填孔混凝土应添加合成纤维。当结构顶板开设直径大于5m的圆孔或面积大于24m2的方孔，洞口周边混凝土应添加钢锭铣削型钢纤维，以增强混凝土的抗裂性能。
5 所有盾构隧道地下区间的道床位置的管片嵌缝槽为防污泥、砂石落入，应按设计要求用聚合物水泥或聚合物水泥防水砂浆封填。
6 区间隧道联络通道内衬应设置塑料防水板或预铺防水卷材P类，与土工布组成复合防水层。不设夹层防水层的区间联络通道，拱顶与侧墙宜采用预拌自密实混凝土，以加强混凝土的减缩、抗裂性能。
14.9 地面及高架结构耐久性设计
14.9.1 混凝土材料要求应符合下列规定：
1 一般环境条件下不同结构构件的混凝土主要耐久性配合比参数应符合表14.9.1-1的规定。
表14.9.1-1 一般环境中混凝土水胶比和胶凝材料用量
2 氯化物环境条件下不同结构构件混凝土主要耐久性配合比参数应符合表14.9.1-2的规定。
表14.9.1-2 氯化物环境中混凝土水胶比和胶凝材料用量
注：①水胶比和胶凝材料用量应以满足结构设计对混凝土的各项指标为前提；
②最小和最大胶凝材料用量以强度等级42.5的普通硅酸盐水泥为基准，若使用更高标号的水泥，可根据实际情况调整。
3 硫酸盐腐蚀环境条件下不同结构构件的混凝土主要耐久性配合比参数可参照氯化物环境下不同构件的混凝土耐久性配合比参数。
14.9.2 混凝土结构构造要求应符合下列规定：
1 一般环境条件下地面及高架结构的混凝土结构保护层厚度和强度等级宜符合表
14.9.2-1 的规定。
表14.9.2-1 混凝土结构最小保护层厚度及强度等级
注：①混凝土结构保护层厚度是指混凝土构件外表面到最外排钢筋（包括主筋、分布筋、箍筋）表面之间的最小距离；
②本表中的混凝土保护层最小厚度已包括施工误差；
③当结构构件内、外两侧处于不同的环境作用等级下，内、外两侧的混凝土保护层厚度可分别取用；
④d为管道的直径。
2 氯化物环境及硫酸盐腐蚀环境下混凝土保护层厚度和强度等可同等采用表14.9.2-1中的设计值，但混凝土配合比设计和耐久性指标必须符合表14.9.1-2的规定。
14.10 混凝土耐久性检验
14.10.1 混凝土碱含量检验
在确定混凝土配合比之前，应按照《混凝土碱含量限值标准》（CECS 53∶93）检验混凝土碱含量。
14.10.2 混凝土密实度、抗碳化、抗裂性检验
确定配合比前，应进行原材料的氯离子含量等检测；此外，还应进行混凝土碱含量、氯离子含量、混凝土快速碳化深度、混凝土抗裂性、电通量和氯离子扩散系数的检测。施工中视需要还应增加混凝土电通量等指标的检测频率。
14.10.3 混凝土耐久性检测指标与频度应符合下列规定：
1 车站顶板、侧墙、底板、柱、排风井、区间联络通道等结构部位混凝土电通量指标值不大于2000 C，区间管片混凝土电通量指标值不大于1000 C。电通量检测频度：车站顶板、侧墙、底板为2次，柱、排风井、区间管片及联络通道为1次。
2 车站顶板、侧墙、底板氯离子扩散系数不大于4×10-12m2/s（RCM法检测），检测频度为1次；区间管片氯离子扩散系数不大于3×10-12m2/s（RCM法检测），检测频度为每区间1次。
3 车站排风井快速碳化深度不大于2 cm，检测频度为1次；区间管片快速碳化深度不大于1 cm，检测频度为每区间1次。
4 车站顶板、侧墙、底板、柱、排风井、区间联络通道等结构部位混凝土抗裂等级为L-Ⅳ，检测频度为每区间1次；区间管片混凝土抗裂等级为L-Ⅴ，检测频度为每区间2次。
5 当结构处于硫酸盐腐蚀环境时，宜增加针对结构的腐蚀性检测项目，具体指标根据工程实际情况而定。
14.10.4 混凝土结构裂缝和渗水状况的监测应符合下列规定：
1 裂缝的常规检测
除了按规定做混凝土抗裂性试验外，首先是现场肉眼观察混凝土表面裂缝，再用光学放大镜测量其宽度，并用图纸描述。必要时取芯样检测裂缝的深度。
2 建立混凝土结构裂缝的全过程监测制度
对混凝土结构的裂缝在竣工前应有“裂缝分布图”外，在运营过程中对结构应定期进行监测，观察裂缝发展。同时，应建立结构的裂缝档案。
3 对车站与地下区间结构的渗漏水，在竣工前应有“渗漏水平面展开图”，据此进行渗漏水治理。治理措施与效果也应显示在图上，并应以此为基础，建立渗漏水及治理档案。